الحركة الصحيحة

الحركة الذاتية هي السرعة الزاوية لجسم سماوي ، كالنجم، أثناء حركته في السماء. وهي مقياس فلكي ، يُعطي تغير الموقع الزاوي للجسم بمرور الوقت بالنسبة لمركز كتلة النظام الشمسي . يُقاس هذا المقياس بالنسبة للنجوم البعيدة أو مرجع ثابت كالإطار المرجعي السماوي الدولي (ICRF). ^{[ 1 ]} تكشف أنماط الحركة الذاتية عن هياكل أكبر كالتيارات النجمية ، والدوران العام لقرص مجرة ​​درب التبانة ، والحركات العشوائية للنجوم في هالة المجرة . ^{[ 2 ]}

تُعطى مركبات الحركة الذاتية في نظام الإحداثيات الاستوائية ( لفترة زمنية محددة ، غالبًا J2000.0 ) في اتجاه المطلع المستقيم ( μα ₎ والميل ( μδ ). تُحسب قيمتها المُجمعة كإجمالي الحركة الذاتية ( μ ). ^{[ 3 ] [ 4 ]} وهي تُقاس بوحدة الزاوية لكل وحدة زمنية ، وعادةً ما تكون ثانية قوسية في السنة أو جزء _من الثانية القوسية في السنة.

إن معرفة الحركة الذاتية والمسافة والسرعة الشعاعية تسمح بحساب حركة الجسم من إطار مرجعي للنظام الشمسي وحركته من الإطار المرجعي للمجرة - أي الحركة بالنسبة للشمس، ومن خلال تحويل الإحداثيات ، الحركة بالنسبة لمجرة درب التبانة . ^{[ 5 ]}

على مرّ القرون، تبدو النجوم وكأنها تحافظ على مواقع ثابتة تقريبًا بالنسبة لبعضها البعض، بحيث تُشكّل نفس الأبراج عبر التاريخ. فعلى سبيل المثال، تبدو كل من كوكبة الدب الأكبر في سماء نصف الكرة الشمالي وكوكبة الصليب الجنوبي متشابهتين تقريبًا اليوم كما كانتا عليه قبل مئات السنين. ومع ذلك، تُظهر الملاحظات الدقيقة طويلة الأمد أن هذه الأبراج تُغيّر شكلها، وإن كان ذلك ببطء شديد، وأن لكل نجم حركة مستقلة .

تنتج هذه الحركة عن حركة النجوم بالنسبة للشمس والنظام الشمسي . تدور الشمس في مدار شبه دائري ( الدائرة الشمسية ) حول مركز المجرة بسرعة تقارب 220  كم/ث، على نصف قطر يبلغ 8000 فرسخ فلكي (26000 سنة ضوئية) من نجم القوس أ* ^{[ 6 ] [ 7 ]،} ويمكن اعتبار هذه السرعة معدل دوران مجرة ​​درب التبانة نفسها عند هذا نصف القطر. ^{[ 8 ] [ 9 ]} 

أي حركة ذاتية هي متجه ثنائي الأبعاد (لأنها تستثني مركبة اتجاه خط الرؤية) تُحدد عادةً بزاوية موضعها ومقدارها. الأولى هي اتجاه الحركة الذاتية على الكرة السماوية (حيث تعني 0 درجة أن الحركة شمالًا، و90 درجة تعني أن الحركة شرقًا (يسارًا في معظم خرائط السماء وصور التلسكوبات الفضائية)، وهكذا)، والثانية هي مقدارها، ويُعبر عنها عادةً بالثواني القوسية في السنة ( الرموز : arcsec /yr، as/yr، ″/yr، ″ yr ^{− 1} ) أو بالمللي ثانية قوسية في السنة (الرموز: mas/yr، mas yr ^{− 1} ).   

يمكن تعريف الحركة الذاتية بدلاً من ذلك من خلال التغيرات الزاوية السنوية في الصعود المستقيم للنجم ( μ _α ) والميل ( μ _δ ) بالنسبة إلى حقبة محددة .

يتم التوصل إلى مكونات الحركة الذاتية وفقًا للاتفاقية كما يلي. لنفترض أن جسمًا يتحرك من الإحداثيات (α ₁ , δ ₁ ) إلى الإحداثيات (α ₂ , δ ₂ ) في زمن Δ t . تُعطى الحركات الذاتية بالعلاقة التالية: ^{[ 10 ]}$${\displaystyle \mu _{\alpha }={\frac {\alpha _{2}-\alpha _{1}}{\Delta t}},}$$$${\displaystyle \mu _{\delta }={\frac {\delta _{2}-\delta _{1}}{\Delta t}}\ .}$$يتم تحديد مقدار الحركة الذاتية μ بواسطة نظرية فيثاغورس : ^{[ 11 ]}$${\displaystyle \mu ^{2}={\mu _{\delta }}^{2}+{\mu _{\alpha }}^{2}\cdot \cos ^{2}\delta \ ,}$$اختصار تقني:$${\displaystyle \mu ^{2}={\mu _{\delta }}^{2}+{\mu _{\alpha \ast }}^{2}\ .}$$ حيث δ هو الميل. يُفسر العامل في cos ² δ اتساع خطوط (ساعات) المطلع المستقيم بعيدًا عن القطبين، حيث يكون cos δ صفرًا لجسم افتراضي ثابت عند أحد القطبين السماويين في الميل. وبالتالي، يُعطى معاملٌ لإلغاء الزيادة المُضللة في السرعة شرقًا أو غربًا (التغير الزاوي في α ) في ساعات المطلع المستقيم كلما ابتعد الجسم نحو القطبين الوهميين اللانهائيين، أعلى وأسفل محور دوران الأرض، في السماء. يُطلق على التغير μ _α ، الذي يجب ضربه في cos δ ليصبح مُركبة من الحركة الذاتية، أحيانًا اسم "الحركة الذاتية في المطلع المستقيم"، ويُطلق على μ _δ اسم "الحركة الذاتية في الميل". ^{[ 12 ]}

إذا تم تحويل الحركة الذاتية في المطلع المستقيم باستخدام cos δ ، يُرمز للنتيجة بـ μ _α* . على سبيل المثال، تم تحويل نتائج الحركة الذاتية في المطلع المستقيم في فهرس هيباركوس (HIP) مسبقًا. ^{[ 13 ]} وبالتالي، تُصبح الحركات الذاتية الفردية في المطلع المستقيم والميل متكافئة لإجراء حسابات مباشرة لحركات نجمية أخرى متنوعة.

ترتبط زاوية الموضع θ بهذه المكونات من خلال: ^{[ 3 ] [ 14 ]}$${\displaystyle \mu \sin \theta =\mu _{\alpha }\cos \delta =\mu _{\alpha \ast }\ ,}$$$${\displaystyle \mu \cos \theta =\mu _{\delta }\ .}$$

يمكن تحويل الحركات في الإحداثيات الاستوائية إلى حركات في الإحداثيات المجرية . ^{[ 15 ]}

بالنسبة لمعظم النجوم المرئية في السماء، تكون حركاتها الذاتية المرصودة صغيرة وغير ملحوظة. غالبًا ما تكون هذه النجوم إما خافتة أو بعيدة جدًا، وتتغير حركاتها الذاتية بأقل من 0.01 ثانية قوسية في السنة، ولا يبدو أنها تتحرك بشكل ملحوظ على مدى آلاف السنين. بعض هذه النجوم لها حركات ملحوظة، وتُسمى عادةً بالنجوم ذات الحركة الذاتية العالية. يُظهر نجمان أو أكثر يتحركان في اتجاهات متشابهة ما يُسمى بالحركة الذاتية المشتركة ، مما يشير إلى احتمال اشتراكهما في حركة مماثلة في الفضاء (إذا كانت المسافات والسرعات الشعاعية متطابقة أيضًا)، وبالتالي يكونان مرتبطين جاذبيًا كنجوم ثنائية أو عناقيد نجمية .

يتميز نجم برنارد بأكبر حركة ذاتية بين جميع النجوم، حيث يتحرك بسرعة 10.3  ثانية ^{قوسية في السنة} . تشير الحركة الذاتية الكبيرة عادةً إلى قرب الجسم من الشمس، وهذا ينطبق على نجم برنارد الذي يبعد حوالي 6 سنوات ضوئية . وهو ثاني أقرب نجم معروف بعد الشمس ونظام ألفا قنطورس . وباعتباره قزمًا أحمرًا بقدر ظاهري 9.54، فهو خافت جدًا بحيث لا يمكن رؤيته بالعين المجردة (مع تحديد القدر الظاهري للعين المجردة بـ 6.0)، فإن نجم 61 Cygni A (قدره الظاهري V = 5.20) يتميز بأعلى حركة ذاتية تبلغ 5.281 ثانية قوسية ^في السنة ^، باستثناء نجم Groombridge 1830 (قدره الظاهري V = 6.42) الذي تبلغ حركته الذاتية 7.058 ثانية ^{قوسية في} السنة . ^{[ 16 ]}  

تُقابل الحركة الذاتية التي تبلغ  ثانية قوسية واحدة في السنة على بُعد سنة ضوئية واحدة سرعة عرضية نسبية قدرها 1.45 كم/ث. تبلغ السرعة العرضية لنجم برنارد 90 كم/ث، وسرعته الشعاعية 111 كم/ث (عموديًا بزاوية 90 درجة)، مما يُعطي حركة حقيقية أو "فضائية" قدرها 142 كم/ث. يُعد قياس الحركة الحقيقية أو المطلقة أكثر صعوبة من قياس الحركة الذاتية، لأن السرعة العرضية الحقيقية تتضمن حاصل ضرب الحركة الذاتية في المسافة. وكما هو موضح في هذه الصيغة، فإن قياسات السرعة الحقيقية تعتمد على قياسات المسافة، وهي صعبة عمومًا.     

في عام 1992، أصبح نجم رو أكويلا أول نجم يتم إلغاء تسميته وفقًا لتصنيف باير بانتقاله إلى كوكبة مجاورة - وهو الآن في كوكبة الدلفين . ^{[ 17 ]}

تميل النجوم ذات الحركات الذاتية الكبيرة إلى التواجد بالقرب منا؛ أما معظم النجوم فهي بعيدة بما يكفي لتكون حركاتها الذاتية صغيرة جدًا، في حدود بضعة أجزاء من الألف من الثانية القوسية سنويًا. من الممكن إنشاء عينات شبه كاملة من النجوم ذات الحركات الذاتية الكبيرة من خلال مقارنة صور المسح السماوي الملتقطة على فترات زمنية متباعدة. يُعد مسح بالومار السماوي أحد مصادر هذه الصور. في الماضي، كانت عمليات البحث عن الأجسام ذات الحركات الذاتية الكبيرة تُجرى باستخدام أجهزة مقارنة الصور لفحصها بالعين المجردة. أما التقنيات الحديثة، مثل تقنية تفاضل الصور، فتستطيع مسح الصور الرقمية، أو إجراء مقارنات مع فهارس النجوم التي تم الحصول عليها بواسطة الأقمار الصناعية. ^{[ 18 ]} نظرًا لأن أي تحيزات اختيارية لهذه المسوحات مفهومة جيدًا وقابلة للقياس الكمي، فقد أكدت الدراسات وجود المزيد من النجوم غير المرئية واستنتجت كميات تقريبية منها ، كاشفةً ومؤكدةً وجود المزيد من خلال دراستها بشكل أعمق، بغض النظر عن سطوعها، على سبيل المثال. تُظهر هذه الدراسات أن معظم أقرب النجوم خافتة بطبيعتها وصغيرة الزاوية، مثل الأقزام الحمراء .

يمكن استخدام قياس الحركات الذاتية لعينة كبيرة من النجوم في نظام نجمي بعيد، مثل عنقود كروي، لحساب الكتلة الإجمالية للعنقود باستخدام مُقدِّر كتلة ليونارد-ميريت . وبالاقتران مع قياسات السرعات الشعاعية للنجوم ، يمكن استخدام الحركات الذاتية لحساب المسافة إلى العنقود.

استُخدمت الحركات الذاتية للنجوم للاستدلال على وجود ثقب أسود فائق الكتلة في مركز مجرة ​​درب التبانة. ^{[ 19 ]} يُطلق على هذا الثقب الأسود، الذي تم تأكيد وجوده الآن، اسم Sgr A* ، وتبلغ كتلته 4.3 × _10⁶ كتلة ^شمسية . 

يمكن استخدام الحركة الذاتية للأجرام في مجرات المجموعة المحلية لتقدير المسافة بينها. في عام 1999، تم قياس الحركة الذاتية لميزرات الماء التي تتحرك بسرعة كبيرة حول مركز مجرة ​​NGC 4258 (M106) باستخدام تقنية التداخل ذي الخط الأساسي الطويل جدًا . وبالاقتران مع حركتها الشعاعية، أسفر ذلك عن تحديد دقيق للمسافة إلى المجرة.7.2 ± 0.5  ميجا فرسخ فلكي . ^{[ 20 ] [ 21 ]} في عام 2005، أُجري أول قياس للحركة الذاتية لمجرة المثلث M33، وهي ثالث أكبر مجرة ​​حلزونية عادية في المجموعة المحلية، وتقع على بُعد 0.860 ± 0.028 ميجا فرسخ فلكي خلف مجرة ​​درب التبانة. ^{[ 22 ] [ 23 ]} وقد قُيست حركة مجرة ​​أندروميدا في عام 2012، ويُتوقع حدوث تصادم بين أندروميدا ودرب التبانة بعد حوالي 4.5 مليار سنة. ^{[ 24 ]}

اشتبه علماء الفلك الأوائل في الحركة الذاتية (وفقًا لماكروبيوس ، حوالي عام 400 ميلادي) ، لكن لم يُقدَّم دليلٌ على ذلك حتى عام 1718 على يد إدموند هالي ، الذي لاحظ أن سيريوس وأركتوروس وألديباران كانوا يبعدون أكثر من نصف درجة عن المواقع التي رسمها عالم الفلك اليوناني القديم هيبارخوس قبل حوالي 1850 عامًا. ^{[ 25 ] [ 26 ]}

المعنى الأقل شيوعًا لكلمة "proper" المستخدمة هنا هو معنى إنجليزي قديم نوعًا ما (لكنه ليس تاريخيًا ولا مهجورًا عند استخدامه كلاحقة ، كما في "the city proper")، ويعني "ينتمي إلى" أو "يملك". أما "الحركة غير الصحيحة" فتشير إلى الحركة الملحوظة التي لا علاقة لها بالمسار الطبيعي للجسم، مثل تلك الناتجة عن ترنح محور الأرض ، والانحرافات الطفيفة، والتذبذبات التي تحدث ضمن دورة الـ 26000 عام.

• أنظمة الإحداثيات الفلكية
• منحنى دوران المجرة
• مقدر الكتلة ليونارد-ميريت
• درب التبانة
• السرعة الخاصة
• السرعة الشعاعية
• السرعة النسبية
• قمة الطاقة الشمسية
• سرعة الفضاء (علم الفلك)
• الحركة النجمية
• قياس التداخل ذو الخط الأساسي الطويل جدًا

• هيباركوس: نجوم الحركة العالية والمناسبة
• إدموند هالي: اكتشاف الحركات الذاتية